机电一体化技术在煤矿生产的应用

章建华

摘 要：随着我国经济的快速发展，生产生活用煤的增加，对煤矿的生产提出了更高的要求，以我国煤矿企业目前的提升和运输系统来讲，与国外还有很大的差距，以目前的水平来说很难适应发展的需求，所以需要不断的借鉴外国的经验，加大研究力度，把机电一体化很好的应用到煤矿的提升和运输系统上。内装式提升机是目前比较领先的技术，它采用电机和滚筒一体化的设计，结构简单，操作方便，系统更加准确，能够实现完全自动化控制。

关键词：煤矿机电一体化技术；应用；发展

1 前言

煤矿机电一体化技术矿井运输提升产品的应用在煤矿生产中，因为现代化煤矿发展的需要，对煤矿机械化采煤提出了更高的要求，因此随之对井下、井上的运输和提升系统的要求也就越来越高。如今，对于国外一些采煤技术比较先进的国家，煤矿井下大巷的运输系统大多是采用带式运输机，他们基本上是采用直流式交流变频装置驱动方式，主要以电力电子器件为核心。

2 机电一体化

机电一体化是集机械技术、微电子技术、光学技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、接口技术、软件编程技术等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进了相关技术的发展和进步。我国在20世纪80年代成立机电一体化领导小组，并将该技术列为“863”计划。机电一体化正朝着智能化、网络化、微型化、柔软性化、系统化发展，它的发展对煤炭系统产生了很大的冲击，采用机电一体化产品将大大改善煤矿生产的劳动强度、工作环境及安全系数，同时在降低能耗、保证安全生产方面也实现了特定的价值。它可不必更换设备，而对产品结构和生产过程进行必要的调整、改革，对传统的机械工业注入新鲜的血液，实现文明生产。

3 机电一体化技术在煤矿生产中的应用

3.1 机电一体化技术在采煤机中的应用

目前，煤矿应用较多的一种采煤机―电牵引采煤机是机电一体化技术典型应用。它与旧式采煤设备相比，它具有以下特点：①牵引特性好。可以在采煤机前进时提供牵引力，使其克服阻力移动，也可以在采煤机下滑时进行发电制动，向电网反馈电能。②大倾角煤层也可适用。由于此种采煤机机内装有防止机器下滑的制动器，使得新型的电牵引采煤机可用在40°～50°倾角的煤层，而不需要其它防滑装置。③响应特性良好，灵敏度高。由于其电控系统能及时自动调整各种参数，可有效防止超载运行。④机械传动简单、易于实现、工作性能稳定可靠，使用寿命长。电牵引采煤机机械装置的传动结构比较简单、总体尺寸小、重量轻，能量转换只需一次转换，效率高，能量损失少。一般电牵引除电动机的电刷和整流子有磨损外，其它元件较少磨损，因此比较可靠，故障少，寿命长，维修工作量小。

3.2 机电一体化技术在矿井提升设备中的应用

因为现代化煤矿发展的需要，对井下、井上的运输和提升系统的要求越来越高。在国外一些技术比较先进的国家，采用机电一体化技术将电机和滚筒做成一体，即内装式提升机，机械结构大大简化，充分体现了机械、电子、电力、自动控制等技术的综合应用。而全数字化提升机高度可靠，采用总线方式，大大简化了电器安装，此外，硬件配置简单，互相兼容。我国，大多数煤矿井下生产已经实现了皮带化。计算机控制系统的应用也非常迅速，它们具有很多种及时故障诊断和自我保护等功能，虽然在使用上还不完善，但是从煤矿机械发展历史的总体角度看，这毕竟也是机电一体化技术发展前进的脚步。

3.3 机电一体化技术在运输设备中的应用

我国煤矿井下原煤输送系统的主要运输设备为带式输送机。由于生产实际中需要输送距离长、输送量大、而带式输送机具有运行可靠、效率高和易于实现自动化等特点满足生产的需求，因此，煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产品的研发工作成为近几年来机电一体化技术的研究重点，也取得了很大的进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等、多种软起动和制动装置以及以PLC为核心的可编程电控装置、驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器。目前我国已经自行生产制造了多个品种和多种类型的带式输送机。

4 对我国煤矿机电一体化技术的思考

应提高我国煤矿机电一体化产品的规范化、标准化、系列化和通用化的程度；以计算机为机电一体化的核心装置，因为计算机运算和存贮能力非常强，且体积和功耗小，更加适合于工作空间狭小的煤矿机电一体化产品，在设计煤矿机电一体化产品时，应尽可能地选用功能强大的嵌入式计算机，从而保证工作性能更可靠；对于新开发的煤矿机电一体化产品应具有通信功能，同时，要选用很好的开放性和高可靠性的通信模块，方便与控制网络进行连接通信控制；煤矿机电一体化产品需要達到智能化发展水平，能判断机电设备和周围环境的状态，使设备能自动适应环境并以最优的状态工作，同时能快速地对所采集的参数进行分析，从而对故障进行诊断，再根据这些诊断结果对以后工作过程中的故障进行预测；要对矿用传感器进行深入研究和开发，提高矿用传感器的可靠性和使用寿命，同时考虑传感器的数字化、集成化、智能化和多维化，使矿用传感器在比较恶劣的工作环境下进行信号的测量，并保证其测量准确度，并具有自校正、自诊断、状态识别和自我调节等功能；要关注国内外高新技术的发展，将那些适于煤矿井下工作环境的高新技术用于煤矿机电一体化产品，从而提高煤矿现代化，达到煤矿自动化生产。

5 结束语

机电一体化技术在当前煤矿工作面生产作业中具有相当重要的意义与价值。无论是从安全监督控制，从提升运输设备，还是从现场采煤设备的角度上来说，机电一体化技术的应用价值都是不容忽视的。同时，针对在煤矿机电一体化技术管理中存在的问题，还需要找准问题的症结所在，从多个角度入手，对煤矿机电一体化技术管理工作进行合理的改进与优化，促进其实践效益的进一步发挥。

参考文献：

[1] 程炜.无人化是煤炭信息化的主要目标[N].中国电子报，2008.

[2] 张旭.煤矿机电一体化技术应用探究[J].中小企业管理与科技，2010.